一种用于电能表的应急电源电路的制作方法

本实用新型涉及应急电源技术领域，特别涉及一种用于电能表的应急电源电路。

背景技术：

随着信息化的发展，电能表自动抄表普及率很高，信息采集主要靠抄表系统主动采集和电表事件上报结合的方式。但在实际使用过程中发现一些问题，如遇到电网故障导致电表停电时电表会产生事件记录，但只有等到下次电表上电才会进行上报停电事件，这样以来抄表系统不能实时感知故障，会导致排障效率的降低。

相关技术中，电能表中采用超级电容作为应急电源，超级电容额定电压一般是2.7v，这个电压不能够为单片机、计量芯片、通信模块等提供正常的工作电压，一般是通过两个超级电容串联进行使用。

但是，两个超级电容串联电容的容量降低，当给4g等通信模块供电时，对电容的容量要求比较大，为满足电容的容量要求，常规方案是增加单个超级电容的容量，单个超级电容的容量增加，超级电容相应的体积也增大，两个超级电容串联，体积将更大，不利于设备产品的小型化。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种用于电能表的应急电源电路，以解决相关技术中应急电源电路采用两个大容量的电容，导致设备产品尺寸较大的技术问题。

本实用新型实施例提供了一种用于电能表的应急电源电路，包括：

整流电路，其用于与交流电源连接并输出直流电压；

降压电路，其与所述整流电路连接，用于将所述整流电路输入的直流电压降压输出；

储能电路，其与所述降压电路连接，所述储能电路包括一超级电容，且被配置为：当交流电源供电时，所述储能电路用于将所述降压电路输入的直流电压直接输出，并对所述超级电容充电；当交流电源断电时，所述储能电路通过所述超级电容输出直流电压；

升压电路，其与所述储能电路连接，用于将所述储能电路输入的直流电压升压输出至负载。

一些实施例中，所述整流电路包括变压器t1、整流桥bg1和电容c1；

所述变压器t1的初级输入端与交流电源的火线和零线连接，所述变压器t1的次级输出端与所述整流桥bg1的交流输入端连接；

所述整流桥bg1的直流输出正极与所述电容c1的正极连接，所述整流桥bg1的直流输出负极与所述电容c1的负极连接并接地。

一些实施例中，所述变压器t1与交流电源连接的火线和零线之间设有压敏电阻rv1。

一些实施例中，所述变压器t1与交流电源连接的火线和零线之间还设有复合热敏电阻rt1。

一些实施例中，所述降压电路包括电源管理芯片u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8和电感l1；

所述电容c2一端与所述整流桥bg1的直流输出正极和电源管理芯片u1的电源输入管脚连接，另一端接地；所述电容c3与所述电容c2并联；

所述电阻r2一端与所述电源管理芯片u1的使能管脚连接，另一端与所述整流桥bg1的直流输出正极连接；

所述电阻r1一端与所述电源管理芯片u1的自举管脚连接，另一端与所述电容c4一端连接，所述电容c4另一端与所述电源管理芯片u1的输出管脚连接；

所述电感l1一端与所述管理芯片u1的输出管脚连接，另一端与所述电容c5一端连接，所述电容c5另一端接地，所述电容c7和电容c8均与所述电容c5并联；

所述电阻r3与电阻r5串联后一端连接所述电源管理芯片u1的反馈管脚，另一端接地，所述电阻r4一端与所述电阻r3与电阻r5连接，另一端与所述电感l1连接，所述电容c6与所述电阻r4并联。

一些实施例中，所述降压电路还包括电容c9，所述电容c9一端与所述电源管理芯片u1的缓启动管脚连接，另一端接地。

一些实施例中，所述储能电路还包括电阻r6、二极管d1和二极管d2；

所述二极管d1阳极与所述电感l1连接；所述电阻r6一端与所述二极管d1阴极连接，另一端与所述超级电容ep1正极连接，所述超级电容ep1负极接地；所述二极管d2阳极与所述超级电容ep1正极连接，阴极与所述二极管d1阴极连接。

一些实施例中，所述储能电路还包括跳线i_cap1，所述跳线i_cap1用于串联在所述超级电容ep1负极和大地之间。

一些实施例中，升压电路包括电源管理芯片u2、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14以及电感l2；

所述电容c12一端与所述二极管d1阴极连接，另一端接地；所述电容c13与电容c12并联；

所述电阻r7一端与所述电源管理芯片u2的使能管脚连接，另一端与所述电源管理芯片u2的输入管脚和二极管d1的阴极连接；

所述电阻r9一端与所述电源管理芯片u2的使能管脚连接，另一端接地；

所述电感l2一端与所述二极管d1的阴极连接，另一端与所述电源管理芯片u2连接；

所述电阻r8和r10串联后一端连接所述电源管理芯片u2的反馈管脚，另一端连接所述电源管理芯片u2的多个输出管脚，所述电阻r11一端连接所述电源管理芯片u2的反馈管脚，另一端接地。

一些实施例中，所述升压电路还包括电容c14、电容c15和电容c16；

所述电容c14一端与所述电源管理芯片u2的多个输出管脚连接，另一端接地，所述电容c15和电容c16均与所述容c14并联。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果包括：

本实用新型实施例提供了一种用于电能表的应急电源电路，通过设置一个超级电容和升压电路，当交流电源供电时，储能电路用于将降压电路输入的直流电压直接输出，并对超级电容充电；当交流电源断电时，储能电路通过超级电容输出直流电压。即只需一个超级电容就能实现交流电源断电时的应急供电，可以缩小电路占用的空间，利于设备产品的小型化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种用于电能表的应急电源电路的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的整流电路的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的降压电路的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的储能电路的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的升压电路的电路图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种用于电能表的应急电源电路，其能解决现有应急电源电路采用两个大容量的电容，导致设备产品尺寸较大的技术问题。

参见图1所示，一种用于电能表的应急电源电路，包括：整流电路、降压电路、储能电路以及升压电路。

整流电路用于与交流电源连接并输出直流电压。降压电路与整流电路连接，用于将整流电路输入的直流电压降压输出。储能电路与降压电路连接，储能电路包括一超级电容。升压电路与储能电路连接，用于将储能电路输入的直流电压升压输出至负载。

具体地，当交流电源供电时，储能电路用于将降压电路输入的直流电压直接输出至升压电路，并对超级电容充电；当交流电源断电时，储能电路通过超级电容输出直流电压至升压电路。

本实用新型实施例中的用于电能表的应急电源电路，通过设置一个超级电容和升压电路，就能实现交流电源断电时的应急供电，可以缩小电路占用的空间，利于设备的小型化。

作为可选的实施方式，参见图2所示，整流电路包括变压器t1、整流桥bg1和电容c1。变压器t1的初级输入端与交流电源的火线和零线连接，变压器t1的次级输出端与整流桥bg1的交流输入端连接。整流桥bg1的直流输出正极与电容c1的正极连接，整流桥bg1的直流输出负极与电容c1的负极连接并接地。电容c1可以将整流桥bg1输出的直流滤波处理，确保输出直流电压的稳定性。

进一步地，变压器t1与交流电源连接的火线和零线之间设有压敏电阻rv1。变压器t1与交流电源连接的火线和零线之间还设有复合热敏电阻rt1。压敏电阻rv1抑制雷击浪涌的干扰，复合热敏电阻rt1起到过压保护的作用。

作为可选的实施方式，参见图3所示，降压电路包括电源管理芯片u1、电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、电阻r5、电容c2、电容c3、电容c4、电容c5、电容c6、电容c7、电容c8和电感l1。

电容c2一端与整流桥bg1的直流输出正极和电源管理芯片u1的电源输入管脚连接，另一端接地，电容c3与电容c2并联。整流电路输入的直流电压vdc经过电容c2和电容c3滤波后接入u1的电源输入管脚2。

电阻r2一端与电源管理芯片u1的使能管脚6连接，另一端与整流桥bg1的直流输出正极连接。电阻r1一端与电源管理芯片u1的自举管脚6连接，另一端与电容c4一端连接，电容c4另一端与电源管理芯片u1的输出管脚3连接。

电感l1一端与管理芯片u1的输出管脚3连接，另一端与电容c5一端连接，电容c5另一端接地，电容c7和电容c8均与电容c5并联。

电阻r3与电阻r5串联后一端连接电源管理芯片u1的反馈管脚8，另一端接地，电阻r4一端与电阻r3与电阻r5连接，另一端与电感l1连接，电容c6与电阻r4并联。电阻r3、电阻r4、电阻r5和电容c6构成反馈控制电路，控制电源管理芯片u1的输出电压大小。

作为可选的实施方式，参见图3所示，降压电路还包括电容c9，电容c9一端与电源管理芯片u1的缓启动管脚7连接，另一端接地。电容c9用于平滑电压上升曲线。

作为可选的实施方式，参见图4所示，储能电路还包括电阻r6、二极管d1和二极管d2。二极管d1阳极与电感l1连接，电阻r6一端与二极管d1阴极连接，另一端与超级电容ep1正极连接，超级电容ep1负极接地。二极管d2阳极与超级电容ep1正极连接，阴极与二极管d1阴极连接。

进一步地，参见图4所示，储能电路还包括跳线i_cap1，跳线i_cap1用于串联在超级电容ep1负极和大地之间。跳线i_cap1主要用于功能测试时防止由于对超级电容ep1充电影响测试点的电压，在功能测试后短接跳线i_cap1。

作为可选的实施方式，参见图5所示，升压电路包括电源管理芯片u2、电阻r7、电阻r8、电阻r9、电阻r10、电阻r11、电容c10、电容c11、电容c12、电容c13、电容c14以及电感l2。

电容c12一端与二极管d1阴极和电源管理芯片u2的电源输入管脚8连接，另一端接地，电容c13与电容c12并联。储能电路输入的直流电压vc2经过电容c12和电容c13滤波后接入电源管理芯片u2的电源输入管脚8。

电阻r7一端与电源管理芯片u2的使能管脚7连接，另一端与电源管理芯片u2的电源输入管脚8和二极管d1的阴极连接。电阻r9一端与电源管理芯片u2的限流管脚9连接，另一端接地，构成输出电流调制电路，调制输出电流。电感l2一端与二极管d1的阴极连接，另一端与电源管理芯片u2的多个输出管脚连接(管脚1、4、5、6以及12)。

电阻r8和电阻r10串联后一端连接电源管理芯片u2的反馈管脚11，另一端连接电源管理芯片u2的多个输出管脚，电阻r11一端连接电源管理芯片u2的反馈管脚11，另一端接地。电阻r8、电阻r10和电阻r11构成反馈控制电路，控制电源管理芯片u2的输出电压大小。

作为可选的实施方式，参见图5所示，升压电路还包括电容c14、电容c10和电容c11。电容c14一端与电源管理芯片u2的多个输出管脚连接，另一端接地，电容c10和电容c11均与容c14并联。c14、c10和c11构成滤波电路，对电源管理芯片u2输出的电压进行滤波输出。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

需要说明的是，在本实用新型中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文实用新型的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。